钻屑瓦斯解吸指标与煤层瓦斯含量对应关系研究.pdf

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1、第3期(总第141期)同煤科技2014年9月TONGMEIKEJI钻屑瓦斯解吸指标与煤层瓦斯含量对应关系研究李炎涛王鹏飞粱跃光(阳泉市上社煤炭责任有限公司，山西阳泉04500)摘要在实验室研究了钻屑瓦斯解吸指标与瓦斯压力之间的对应关系，两者之间符合乘幂关系。在此基础上利用煤层瓦斯含量与瓦斯压力的对应关系，建立了煤层瓦斯含量与钻屑瓦斯解吸指标之间的对应关系；在现场利用直接法对煤层瓦斯含量进行了测定，并同时测定了钻屑瓦斯解吸指标，通过煤层瓦斯含量与钻屑瓦斯解吸指标之间的对应关系算出了间接法计算出来的煤层瓦斯含量值，采用绝对误差

2、以及相对误差对二者进行了对比。结果表明，采用钻屑解吸法计算煤层瓦斯含量是可靠的。关键词矿井瓦斯防治；钻屑瓦斯解吸指标；煤层瓦斯含量；绝对误差；乘幂关系中图分类号TD712+．3文献标识码B文章编号1000—4866(2014)03—0025—040引言1实验矿井概况目前，煤层瓦斯含量的测定方法主要有两种f11：新元煤炭有限责任公司是山西阳泉煤业集团有限用直接法获得实测煤层瓦斯含量；用间接法根据朗格责任公司的一个大型矿井，井田位于山西省寿阳县境缪尔方程计算煤层瓦斯含量。采用直接法测定煤层瓦内，距寿阳县城大约5km。矿井一期设

3、计生产能力斯含量时需要在井下现场测定瓦斯解吸量之后将煤样3．0Mt／a，二期6Mt／a。井田东西走向长15．6km，南带回实验室测定残存瓦斯量，测定实验时间较长，一北倾斜宽9．6km，面积136．48km。矿井煤层赋存稳般需要3h～4h；用间接法计算含量时需要测定吸附定，主要为贫煤、贫瘦煤及无烟煤，共含煤18层，常数、孔隙率、水分、灰分、瓦斯压力等参数，测定其中可采煤层6层，主采3#、9#、15#层煤。矿井地时由于实验操作的问题可能会造成一定的误差，所需质储量14．381亿t，设计可采储量6．051亿t。一期测定时间较长，

4、且只有在岩巷的条件下才具备测压条主采3#层煤，可采储量为1．81亿t。矿井前期采用件。中央分列式通风方式，后期改为分区对角式，机械抽钻屑瓦斯解吸指标Ah值是煤与瓦斯突出预测以出式通风方法。及效果检验的一个重要指标。其物理意义是指煤体自煤壁脱离后，1Og煤样在暴露第3min一5min之内，2实验装置及测定结果因瓦斯解吸而使解吸仪自由空间气体压力上升的数值，单位为Pa『21。该值无需计算，可以直接从解吸2．1实验装置仪水柱上读取。研究结果表明【，煤层瓦斯含量与实验装置见第26页图1和图2，其主要由真空钻屑瓦斯解吸指标Ah之间具

5、有一定的关系，因此可泵、充气罐、煤样罐、压力表、阀门、CH集气瓶和以通过研究二者之间的对应关系，通过测定钻屑瓦斯MD一2型煤钻屑瓦斯解吸仪构成。其中CH气瓶装入解吸指标反算煤层瓦斯含量。该方法的优点是在井下的是浓度为99．99％的CH气体；煤样罐采用的仍然测定钻屑瓦斯解吸指标时测试时间较短，且操作方是陕西秦岭仪表厂生产的YB一150B型精密压力表，便，因此研究钻屑瓦斯解吸指标与瓦斯含量之间的对容积600mL，压力表量程为16MPa，精度O．4级。应关系具有重要意义。实验所需要的工具有老虎台钳、秒表、扳手等。同煤科技·26·

6、TONGMElKEJI2014年第3期三通及阀门2．2．1．4煤样瓦斯吸附平衡为了能够更为准确地接近于井下现场实际环境温一压力表l煤Q}l．l1，度，将恒温水域的温度设置为20℃，打CH气瓶L-[同I罐I⋯泵l阀门，使高压CH进入列充气罐，然后再进入到煤样罐中，然后缓慢控制三通阀门，使压力表的读数达图1实验装置到实验所需要的力值，并使之超过预定值的10％，432l迅速关闭阀门。罐内煤样经过2d～3d的吸附后，压—rT_J／／＼／＼lllIIIIIIIlllIIIIU—／l_lllIIIIIIllllll力表盼渎数无变化，说

7、明此时煤样罐达到吸附平衡，厂__]1此时压力表的读数则为煤样的吸附平衡压力。5_J_Ll01-__r正H112．2．1．5钻屑瓦斯解吸指标△的测定(1)吸附平衡24h后，打开煤样罐通阀门1——水枝讣；2——解吸室；3——煤样瓶；之间的连接，并在压力表的读数开始下降的同时打开4——通旋塞；5——两通旋塞秒表，进行计时；图2MD一2型煤钻屑瓦斯解吸仪结构示意(2)先打了1：两通旋塞，然后打开煤样罐，将一2．2测试实验及结果定量的煤样迅速装入到解吸室2中，拧紧解u发窒E2．2．1测试实验盖，打通=一通旋塞4，使解吸室‘水柱计l和

8、大气均2．2．1．1煤样制备连通，煤样处于暴露状态；在新元煤矿31002上亡巷、31003副巷掘进工作面(3)当煤样暴露时问为3min时，迅速逆时针方迎头施T直径为42mm、深度小于10m的钻孔。向旋转i通旋塞捏手，使解吸室与大气隔绝，仪与水在钻进过程中，采用MD一2型煤屑瓦斯解吸仪每隔柱计连通开始进行